2012高考物理一轮复习 第4讲 实验：研究匀变速直线运动名师预测 教师版

用心 爱心 专心 1 实验 研究匀变速直线运动名师预测实验 研究匀变速直线运动名师预测 1 在使用打点计时器时 A 应先接通电源 再使纸带运动 B 应先使纸带运动 再接通电源 C 在使纸带运动的同时接通电源 D 先使纸带运动或先接通电源都可以 答案 A 解析 先接通电源再使纸带运动 可使纸带上打出的点子更多 纸带利用率更高 另外 在纸带运动较快的情况下 如果先释放纸带后接通电源 可能造成纸带上无点的情况 2 关于游标卡尺 下列说法正确的是 A 利用一对外测量爪可测量圆筒的内径 B 利用一对内测量爪可测量圆筒的外径 C 利用一对外测量爪可测量乒乓球的直径 D 利用深度尺可测量槽或孔的深度 答案 CD 解析 游标卡尺的内测量爪可测圆筒的内径 外测量爪可测圆筒的外径 深度尺可测槽 或孔的深度 3 某人用刻度尺去测量一个物体的长度 共测量 4 次 测得数据分别为 1 42cm 1 43cm 1 42cm 1 44cm 物体长度的测量结果应为 A 1 427 5cm B 1 427cm C 1 43cm D 1 4cm 答案 C 解析 直接测量结果有三位有效数字 求平均值时仍应保留三位有效数字 cm 位是 1 100 不可靠数字 只能保留 1 位不可靠数字 所以结果应为 1 43cm 4 在使用打点计时器时 发现打点计时器打点周期不稳定 其原因可能是 A 交流电压不稳定 B 永久磁铁磁性太弱 C 电源的频率不稳定 D 振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差 答案 CD 解析 打点计时器的打点周期跟电源频率和振动片的固有频率有关 一个性能良好的打 点计时器振动片的固有频率和使用的交流电频率相等 这样振动片发生共振 振幅较大 打 用心 爱心 专心 2 点清晰 等时性好 而电压的高低直接影响振动片的振动强弱 即振幅的大小 而不影响振 6 在 研究匀变速直线运动 的实验中 算出小车经过各计数点的即时速度如下 计数点序号 123456 计数点对应的时刻 s 0 10 20 30 40 50 6 通过计数点时的速度 cm s 44 062 081 0100 0110 0168 0 为了算出加速度 合理的方法是 A 根据任意两个计数点的速度 用公式a 算出加速度 v t B 根据实验数据画出v t图 量出其倾角 由公式a tan 算出加速度 C 根据实验数据画出v t图 由图线上间隔较远的两点所对应的速度 用公式a 算出加速度 v t D 依次算出通过连续两个计数点间的加速度 算出平均值作为小车的加速度 答案 C 解析 根据任意两个计数点的速度用公式a 算出加速度的偶然误差较大 A 不合理 v t v t图中a并不等于 tan B 不合理 由图线上间隔较远的两点对应的速度 利用公式 a 算出的加速度较合理 即 C 合理 依次算出通过连续两个计数点间的加速度 算出平 v t 用心 爱心 专心 3 均值作为小车的加速度 实际只相当于用了第 1 组和第 6 组两组数据 偶然误差仍然较大 D 不合理 7 在 研究匀变速直线运动 的实验中 下列方法有助于减少实验误差的是 A 选取计数点 把每打 5 个点的时间间隔作为一个时间单位 B 使小车运动的加速度尽量小些 C 舍去纸带上开始时密集的点 只利用点迹清晰 点间隔适当的那一部分进行测量 计算 D 适当增加挂在细绳下钩码的个数 解析 选取的计数点间隔较大 在用直尺测量这些计数点间的间隔时 在测量绝对误差 基本相同的情况下 相对误差较小 因此 A 项正确 在实验中 如果小车运动的加速度过小 打出的点很密 长度测量的相对误差较大 测量准确性降低 因此小车的加速度应适当大些 而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数 以增大拉力 故 B 错 D 对 为了减少长度测量的相对误差 舍去纸带上过于密集 甚至分辨不清的点 因此 C 项 正确 答案 ACD 8 在 研究匀变速直线运动 的实验中 某同学的操作中有以下实验步骤 其中错误 或遗漏的步骤有 遗漏步骤可编上序号 G H A 拉住纸带 将小车移至靠近打点计时器处 先放开纸带 再接通电源 B 将打点计时器固定在平板上 并接好电源 C 把一条细绳拴在小车上 细绳跨过滑轮 下面吊着适当重的钩码 D 取下纸带 E 将平板无滑轮的一端抬高 轻推小车 使小车能在平板上做匀速运动 F 将纸带固定在小车尾部 并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善后按合理顺序填写在横线上 解析 A 中应先接通电源 再放开纸带 C 中应调整滑轮的高度 使细绳与平板平行 D 中应先断开电源 使打点计时器停止工作 E 属于多余步骤 应补充 G 换上新纸带 重复 操作两次 H 断开电源 整理好器材 正确合理的顺序应为 B F C A D G H 答案 见解析 9 在 测定匀变速直线运动的加速度 的实验中 用打点计时器记录纸带运动的时间 计时器所用电源的频率为 50 Hz 如图 1 4 11 所示是一次实验得到的一条纸带 纸带上每 用心 爱心 专心 4 相邻的两计数点间都有四个点未画出 按时间顺序取 0 1 2 3 4 5 6 七个计数点 用 刻度尺量出 1 2 3 4 5 6 点到 0 点的距离分别为 1 40 cm 3 55 cm 6 45 cm 10 15 cm 14 55 cm 19 70 cm 由纸带数据计算可得计数点 4 所代表时刻的瞬时速度大小为 v4 m s 小车的加速度大小a m s2 结果保留三位有效数字 图 1 4 11 解析 v4 m s x5 x3 2t 14 55 6 45 10 2 0 2 0 405 m s x1 0 0140 m x2 x2 x1 0 0215 m x3 x3 x2 0 0290 m x4 x4 x3 0 0370 m x5 x5 x4 0 0440 m x6 x6 x5 0 0515 m a x4 x5 x6 x1 x2 x3 9t2 m s2 0 0370 0 0440 0 0515 0 0140 0 0215 0 0290 0 09 0 756 m s2 答案 0 405 0 756 10 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器 其结构如图 1 4 12 a 所 示 a b分别是光电门的激光发射和接收装置 当有物体从a b间通过时 光电计时器就 可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来 图 b 中MN是水平桌面 Q是长 木板与桌面的接触点 1 和 2 是固定在长木板上适当位置的两个光电门 与之连接的两个光 电计时器没有画出 长木板顶端P点悬有一铅锤 实验时 让滑块从长木板的顶端滑下 光 电门 1 2 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 1 0 10 2s 和 4 0 10 3s 用精度为 0 05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度为d 其示数如图 c 所示 图 1 4 12 1 滑块的宽度d cm 用心 爱心 专心 5 2 滑块通过光电门 1 时的速度v1 m s 滑块通过光电门 2 时的速度v2 B C D 四段纸带回答 填字母 图 1 4 14 1 从纸带 A 上撕下的那段应该是 B C D 三段纸带中的 2 打 A 纸带时 物体的加速度大小是 m s2 解析 因小车做匀变速直线运动 加速度保持不变 打 A 纸带时 加速度 a m s2 x T2 x2 x1 T2 36 0 30 0 10 3 0 12 0 6 m s2 又小车运动的加速度 a x5 x2 3T2 则 4 5 两点间隔为 x5 x2 3aT2 36 0 10 3 m 3 0 6 0 12 m 用心 爱心 专心 6 54 10 3 m 所以从纸带 A 上撕下的那段应是 C 答案 1 C 2 0 6 12 一游标尺为 10 等分的游标卡尺的读数为 5 7mm 则游标尺上第 条刻度线与 主尺上第 mm 刻度对齐 答案 7 12 解析 据游标卡尺 10 等分的原理可知 游标的零刻线在主尺 5mm 再向后延 0 7mm 0 7mm 的读数是第 7 游标的刻线与上面某一刻线对齐 7 个游标的刻线的实际长度 7 0 9 6 3mm 再加上前面后延的 0 7mm 实际总长为 7mm 故游标尺上第 7 条刻度线与主 尺上第 12mm 刻度对齐 13 用游标为 50 分度的卡尺 测量值可准确到 0 02mm 测定某圆筒的内径时 卡尺上的 标数如图所示 可读出圆筒的内径为 mm 答案 52 12 解析 此游标卡尺精度为 0 02mm 读数值为 52 12mm 第 6 条线与主尺对齐 14 我国交流电的频率为 50Hz 因此 打点计时器每隔 0 02s 打一个点 如下图所示为 某次实验时打出的一条纸带 其中 1 2 3 4 为依次选定的计数点 根据图中的数据 图中打 1 2 点时间内物体的平均速度为 m s 打第 2 4 点时间内物体的平均速度为 m s 打第 2 个计数点时物体的瞬时速度为 m s 答案 0 32 1 23 0 65 解析 匀变速直线运动一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度 15 在 研究匀变速直线运动 的实验中 用心 爱心 专心 7 1 除打点计时器 含纸带 复写纸 小车 一端附有滑轮的长木板 细绳 钩码 导 线及开关外 在下面的仪器和器材中 必须使用的有 填选项代号 A 电压合适的 50Hz 交流电源 B 电压可调的直流电源 C 刻度尺 D 秒表 E 天 平 F 重锤 2 实验过程中 下列做法正确的是 A 先接通电源 再使纸带运动 B 先使纸带运动 再接通电源 C 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 答案 1 AC 2 AD 解析 1 电火花打点计时器需要 220V 的交流电源 电磁式打点计时器需要 4V 6V 的 交流电源 要处理纸带需要测量长度的刻度尺 2 使用打点计时器时应先接通电源再使纸带运动 A 正确 B 错误 要使打出的纸带足 够长 应使接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 C 错误 D 正确 16 用接在 50Hz 交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况 某次实验中得到的一 条纸带如图所示 从比较清晰的点起 每五个打印点取一个计数点 分别标明 0 1 2 3 量得 0 与 1 两点间距离x1 30mm 2 与 3 两点间距离x3 48mm 则小车在 0 与 1 两点间平均速度为v1 m s 在 2 与 3 两点间平均速度为v2 m s 据 此可判定小车做 运动 答案 0 3 0 84 加速 解析 由平均速度的定义式v 可得 x t v1 m s 0 3m s v2 m s 0 48m s 可见 小车的 x1 t1 30 10 3 0 1 x2 t2 48 10 3 0 1 速度变大 故判定小车做加速运动 17 小球作直线运动时的频闪照片如图所示 已知频闪周期T 0 1s 小球相邻位置间 距分别为OA 6 51cm AB 5 59cm BC 4 70cm CD 3 80cm DE 2 89cm EF 2 00cm 小球在位置A时的速度大小vA m s 小球运动的加速度大小a m s2 答案 0 605 0 9 解析 vA OB 0 605m s v OA AB 2T 用心 爱心 专心 8 由逐差法求小球运动的加速度a 0 9m s2 x to CD x to DE x to EF x to OA x to AB x to BC 3 3T2 所以大小为 0 9m s2 18 在测定匀变速直线运动的加速度的实验中 用打点计时器记录纸带运动的时间 计 时器所用的电源的频率为 50Hz 图为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些 点 在每相邻的两点中间都有四个点未画出 顺序取 0 1 2 3 4 5 六个点 用米尺量 出 1 2 3 4 5 点到 0 点的距离分别是 单位 cm 8 78 16 08 21 87 26 16 28 94 由 此可得出小车的